|
Synchronní řízení několika robotů
Společnost ABB uvedla na trh řídicí systém robotů páté generace – IRC5. Modulární pojetí, zcela nová ergonomicky navržená ovládací jednotka FlexPendant s dotykovým displejem, pracující pod operačním systémem Windows CE.NET, a plně koordinované ovládání několika (až čtyř) robotů prostřednictvím funkce MultiMove jsou hlavní rysy nového řídicího systému, které mají předpoklady stát se standardními pro moderní řízení průmyslových robotů.
Řídicí systém IRC5 je uživatelsky orientovaný systém s velmi jednoduchým plánováním úloh, snadným nastavením provozních parametrů, spolehlivým provozem a možností obsluhovat jednoduché i několikačetné robotické buňky. Modulární pojetí mj. znamená, že každý systém je výhodná investice určená ke splnění momentálních potřeb uživatele, ale také pohotově rozšiřitelná pro splnění budoucích požadavků. Je to úsporné řešení, které povede ke zvýšení zisků uživatele po celou dobu životnosti produktu.
Řídicí systém IRC5 „zdědil„ všechen vyzkoušený a otestovaný software od dosavadního řídicího systému S4CPlus a k tomu dostal několik významných vylepšení, včetně nové funkce MultiMove. Jako jeho předchůdce, je i IRC5 postaven na bázi osobního počítače se všemi ovládacími funkcemi, nicméně jeho pojetí a fyzická realizace jsou zcela nové.
Modulární provedení
Modularita IRC5 představuje velký pokrok v řízení robotů. Funkce řídicího systému (pohony os, vlastní řízení apod.) jsou fyzicky rozděleny do jednotlivých modulů. Každý modul může být uložen ve svém vlastním rozváděči a tyto rozváděče mohou být poskládány na sebe (jsou stejně velké – obr. 1) nebo mohou být rozmístěny libovolně podle potřeb uživatele. Mezi moduly je minimální závislost – každý modul má své vlastní napájení, diagnostiku a standardní ethernetové komunikace. Vedle flexibility uspořádání to poskytuje i možnost modernizace či náhrady jednoho modulu s minimálním vlivem na ostatní. Vzdálenost modulů od sebe může být až 75 m.
Otevřené komunikační rozhraní
Druhým velkým vylepšením nového řídicího systému IRC5 a koncepce uživatelské přívětivosti je ovládací jednotka FlexPendant (obr. 2). Její hmotnost je malá, přibližně 1,3 kg, a krytí jednotky je IP54. Jednotka je přizpůsobena pro praváky i leváky – druhou ruku ponechává obsluze volnou. Ergonomická konstrukce umožňuje snadné ovládání každému, bez ohledu na velikost ruky. Má barevný dotykový zobrazovač s úhlopříčkou 7,7" (640 × 480 pixelů). Zobrazení lze otočit o 180° (pro levou či pravou ruku). FlexPendant je vybaven pouze osmi „pevnými„ tlačítky, z nichž funkce čtyř jsou pevně stanoveny a čtyři jsou programovatelné. Na ovládací jednotce jsou dále umístěny unikátní třísměrový pákový ovladač pro intuitivní řízení robotu a tlačítko nouzového zastavení.
Software jednotky FlexPendant byl vyvinut v úzké spolupráci s firmou Microsoft. Využívá operační systém Windows CE.NET a jde o první softwarově otevřenou ovládací jednotku robotů na světě.
ABB se tak zařadila mezi přední společnosti vyrábějící automatizační zařízení, která využívají Windows CE, operační systém, jenž je stále více používán v mnoha vestavných a mobilních aplikacích, jako jsou např. PDA nebo mobilní telefony. Windows CE.NET je velmi robustní systém určený pro 24hodinový bezpečný provoz sedm dnů v týdnu. Uživatelská zobrazení pro FlexPendant lze rychle vytvářet s podporou jazyka C# od firmy Microsoft. Windows CE.NET poskytuje všechny výhody otevřeného systému a např. umožňuje společnosti ABB použít znaky asijských písem, včetně čínského, japonského a korejského písma. Tím zvyšuje atraktivitu IRC5 na trzích Dálného východu.
FlexPendant je primárně ovládací jednotka. Může být však využit i k zavedení a oživení programu robotu. Efektivnější ovšem je použití osobního počítače. Spektrum softwarových nástrojů zahrnuje i nový systém RobotStudio Online, který společnost ABB vyvinula souběžně s IRC5 a zahrnula jej jako nedílnou součást do dodávky tohoto systému. PC může být připojeno k ovládacímu modulu tohoto systému místně, prostřednictvím servisního portu Ethernetu či dálkově přes podnikovou síť.
Výkonný softwarový nástroj
RobotStudio Online zjednodušuje instalaci a konfiguraci IRC5. Programy mohou být vytvářeny a upravovány s použitím robotického jazyka RAPID od firmy ABB nebo převzaty z programovacího a simulačního softwaru RobotStudio. Potom jsou nahrány do řídicího systému z PC. Z PC mohou být sledována a zaznamenávána hlášení, přidávány a konfigurovány signály vstupů a výstupů a software kompletně zálohován. FlexPendant je následně použit pro doladění a spouštění programů a především pro vlastní ovládání.
MultiMove
Třetí a nejpřevratnější vylepšení ICR5 je funkce MultiMove, která umožňuje koordinovaný chod až čtyř robotů současně. To vytváří prostor pro snižování nákladů, vylepšování kvality, zvyšování produktivity a rozšíření aplikačních možností robotů.
MultiMove může přepínat mezi koordinovaným a nezávislým chodem robotů v buňce. Všechny čtyři roboty a přídavná zařízení v buňce s IRC5 mohou pracovat nezávisle na sobě nebo mohou být zcela koordinovány a jejich řídicí sekvence a pohyby plně synchronizovány. Roboty mohou rovněž operovat ve skupinách o dvou či třech koordinovaných robotech, přičemž zbylé jeden či dva roboty v bloku pracují nezávisle.
Koordinovaný chod robotů a přídavných zařízení je pro zákazníka značným přínosem. Příkladem je synchronizovaný chod se dvěma či více roboty pracujícími na stejném výrobku – simultánní obloukové svařování. Toto je jeden z prvků eliminace rizika zkroucení materiálu z důvodu nerovnoměrného vlivu teploty, a tudíž zlepšuje kvalitu komponent. Manipulace více robotů s křehkými zpracovávanými součástmi je další potenciální možností, stejně jako schopnost zvedat břemena větší hmotnosti, než je nosnost jednoho robotu.
Použití jednoho robotu pro manipulaci se zpracovávaným dílcem a ostatních pro ovládání výrobních nástrojů otevírá novou oblast aplikací: robot manipulující s polotovarem jako pružný přípravek; možnost začít s výrobní operací, jakmile je díl zvednut, bez čekání na to, až bude umístěn; větší relativní rychlosti mezi nástroji a zpracovávaným dílem; úplný přístup k polotovaru ze všech stran, což umožňuje realizovat všechny výrobní operace na jednom pracovišti výrobní linky (obr. 3).
RobotWare
RobotWare je softwarový systém pro ovládání robotů, jehož základem je dynamický model robotu v řídicím systému. RobotWare lze nyní aplikovat na všechny roboty ovládané IRC5 prostřednictvím MultiMove.
Klíčová funkce systému RobotWare, zužitkovávající poznatky o dynamickém modelu, je TrueMove: funkce, která zajišťuje pohyb robotu po zadané dráze. Dráha je naprogramována bez ohledu na podmínky týkající se rychlosti či břemene (WYPIWYG – What You Program Is What You Get, co naprogramuješ, to získáš). Tato funkce je ještě cennější v buňkách o více robotech, protože eliminuje potřebu nastavovat každý robot samostatně před spuštěním výroby.
QuickMove je další funkcí RobotWare přenositelnou na IRC5. Tato jedinečná funkce spočívá v samooptimalizujícím se řízení pohybu, které udržuje doby cyklů na minimu tím, že zabezpečuje stále maximální zrychlení. Ve výsledku jsou doby cyklů o až 25 % kratší než u tradičního ovládání robotů.
Identifikace břemene nebo softwarová detekce mechanických kolizí jsou některé z dalších funkcí přenositelných na IRC5.
Závěr
Při návrhu řídicího systému IRC5 byla využita odbornost společnosti ABB získaná během více než třiceti let vývoje a instalování více než 100 000 robotů. IRC5 představuje největší pokrok společnosti ABB v technice ovládání robotů. Uživatelé zmiňovaného systému rovněž shledají, že znají-li již návrh programů a ovládání robotů společnosti ABB, bude pro ně přechod na nový řídicí systém IRC5 snadný. A co je důležité, jejich veškerý již existující software pro řízení robotů generace S4 bude pracovat bez nutnosti změn i na IRC5.
Více informací o IRC5 je k dispozici na http://www.abb.com/robotcontroller
Ing. Petr Škraňka, ABB, s. r. o.
|